石材资源在开采加工过程中产生了大量的石材废弃料,人造石制备技术将石材废弃料转化成人造石材生产的原材料,对于提高石材资源的利用率、石材行业的绿色化发展起到了良好的推进作用。然而,目前人造石英石制备多采用压板法,具有生产效率低、成本高、加工废料回收利用困难等问题。本文提出了人造石英石荒料成型设备分析设计方案,分析了成型设备工作参数影响因素,完成了振动台的轻量化设计,解决了压板法制备人造石英石板材生产效率低、成本高等问题。在对现有人造石英石成型设备进行系统分析的基础上,确定了人造石英石荒料振动压制成型设备设计目标、设计原则及设计参数。通过模块化设计方法,完成了人造石英石荒料成型设备的模块化设计,着重阐述了关键部件工作参数计算及结构设计过程,实现了运用荒料法制备人造石英石。基于成型设备工作原理,建立荒料成型设备振动压制工作参数影响关系的数学模型,通过MATLAB仿真分析,分析了成型设备不同成型方式、激振力大小、激振频率、振动台质量对人造石英石成型质量的影响规律,为后续关键部件静动态特性分析及结构优化设计提供依据。借助有限元分析方法对成型设备关键部件进行静动态特性分析,分析了振动台及横梁静力学特性,得到了振动台最大变形量及最大有效应力分布,验证了振动台及横梁的静态强度;对振动台和横梁动态特性分析,得到了振动台及横梁固有频率,验证了横梁在工作频率下的振幅的变化,为后续振动台的轻量化设计提供依据。基于拓扑优化和尺寸优化相结合的方法对振动台进行轻量化设计。通过Ansys Workbench软件中的Topology Optimization模块对振动台拓扑结构进行了仿真分析,去除仿真结果中的多余结构。基于振动台响应面模型,对振动台板材厚度进行尺寸优化,最终使振动台质量降低31%,降低了设备制造成本,对优化后的成型设备进行工作参数计算,最终降低30%的能耗。本课题解决了压板法制备人造石英石生产效率低、成本高、加工废料回收利用困难等问题,为人造石英石荒料成型设备设计与应用提供了理论参考,为成型设备的结构优化设计降低生产成本及运行能耗提供借鉴,对于石材行业绿色高效发展具有良好的推动作用。